[发明专利]具有核/壳结构的多孔碳颗粒及其制备方法

权利要求书

1.用于制备具有核/壳结构的多孔碳颗粒(50)的方法，所述方法包括下面的方法步骤：

a. 提供由无机材料制成的含孔的模板材料(20)，

b. 用第一种碳的第一前体渗入所述模板材料的孔(26)，

c. 碳化所述第一前体，以使得在孔(26)中形成具有第一孔隙率的由所述第一种碳制成的第一沉积物，

d. 用第二种碳的第二前体渗入碳化之后剩余的孔，

e. 碳化所述第二前体，由此形成具有低于所述第一孔隙率的第二孔隙率的由第二种碳制成的第二沉积物，

f. 并且除去模板材料(20)，

其特征在于下面的措施：

(A)以模板颗粒的形式提供所述模板材料(20)且以由可熔融和可聚合材料制成的第一类前体颗粒的形式提供所述第一前体，其中对于根据方法步骤(b)的渗入，将含有模板颗粒和第一类前体颗粒的颗粒混合物熔融并由此使第一前体的熔体渗透进入模板颗粒的孔(26)中，并在其中在根据方法步骤(c)碳化之前或过程中通过缩聚而发泡成为含孔的碳泡沫(31)，从而得到中间产物，其中模板材料(20)的孔(26)至少部分被碳泡沫(31)填充，和

(B) 将所述中间产物研磨成为中间产物颗粒并以由可熔融材料制成的第二类前体颗粒的形式提供第二种碳的第二前体，其中对于根据方法步骤(d)的渗入，将含有中间产物颗粒和第二类前体颗粒的颗粒混合物熔融并由此使第二前体的熔体渗透进入碳泡沫的孔中，并在根据方法步骤(e)碳化之后将其至少部分闭合作为所述核/壳结构的壳(41)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对于根据方法步骤(d)的渗入，第二种碳的量设定为那么小，以使得碳泡沫(31)的孔被填充平均最多30%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对于根据方法步骤(d)的渗入，第二种碳的量设定为那么小，以使得碳泡沫(31)的孔被填充最多10%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述壳(41)具有最大5 µm的平均厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在根据措施(B)研磨过程中，生成具有平均粒度为5 µm-100 µm的中间产物颗粒。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在根据措施(B)研磨过程中，生成具有平均粒度为25 µm-75 µm的中间产物颗粒。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：使用碳水化合物作为第一前体，所述碳水化合物裂解出其在缩聚反应之前起始质量的至少30%作为气体。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述核具有400- 600 m²/g的BET比表面积且所述壳(41)具有小于50 m²/g的BET比表面积。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述核含有250 nm-10000 nm大小范围的大孔，其占据至少1.0 cm³/g的比体积。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述核含有250 nm-10000 nm大小范围的大孔，其占据至少2 cm³/g的比体积。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：在所述壳(41)中，具有250 nm-10000 nm的孔径的孔占据最大0.8 cm³/g的比体积。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：在所述壳(41)中，具有250 nm-10000 nm的孔径的孔占据最大0.5 cm³/g的比体积。

13.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：对于根据方法步骤(d)的渗入，使用沥青作为可石墨化碳的第二前体。